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缓倾斜煤层地下水库煤柱坝体宽度计算及影响因素分析

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采矿与安全工程学报 2024年第2期41卷 277-284页

作者：吴宝杨曹志国于利强李鹏王雁冰左畅国家能源集团煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室北京102209 北京低碳清洁能源研究院北京102211 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 国家能源集团神东煤炭集团陕西榆林719315 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083

为分析缓倾斜煤层条件下煤矿地下水库煤柱坝体的影响因素,建立煤矿地下水库煤柱坝体力学模型,划分地下水库煤柱坝体在复杂应力环境下的强度分区,构建煤体的理想弹塑性应变软化模型,区分煤体的破坏过程阶段,推导煤柱坝体合理宽度的理论... 详细信息

为分析缓倾斜煤层条件下煤矿地下水库煤柱坝体的影响因素,建立煤矿地下水库煤柱坝体力学模型,划分地下水库煤柱坝体在复杂应力环境下的强度分区,构建煤体的理想弹塑性应变软化模型,区分煤体的破坏过程阶段,推导煤柱坝体合理宽度的理论计算公式,并以灵新煤矿一采区煤矿地下水库煤柱坝体合理尺寸问题为例,分析不同因素对煤柱坝体理论宽度的影响规律。结果表明:与煤矿地下水库运行期间的储水因素(储水时间、储水高度及水源情况)相比,煤矿地下水库所处煤层的地质条件(厚度及埋深)对煤柱坝体合理宽度的影响要更大。

关键词：地下水库煤柱坝体采动应力理论计算影响因素

煤岩孔裂隙结构特征对其损伤演化规律影响研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：赵怡晴秦文静金爱兵曹志国刘金博秦琨北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京科技大学土木与资源工程学院煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室

煤岩孔裂隙发育扩展是造成煤岩损伤，从而导致瓦斯突出、冲击地压、煤柱失稳等矿山灾害的主要原因，探究煤岩压裂过程中裂隙破裂演化规律及煤岩损伤演化规律是预测煤岩动力灾害的前提。裂隙倾角分布、孔隙率为影响煤岩裂隙破裂规律的重... 详细信息

煤岩孔裂隙发育扩展是造成煤岩损伤，从而导致瓦斯突出、冲击地压、煤柱失稳等矿山灾害的主要原因，探究煤岩压裂过程中裂隙破裂演化规律及煤岩损伤演化规律是预测煤岩动力灾害的前提。裂隙倾角分布、孔隙率为影响煤岩裂隙破裂规律的重要因素，本文采用单轴压缩、CT电子扫描和核磁共振试验对煤岩力学性能和孔裂隙结构进行分析，通过煤岩裂隙分形维数和裂隙倾角分布特征，表征煤岩内部裂隙结构；同时结合数值模拟对不同裂隙倾角煤岩裂隙扩展和损伤演化规律进行分析。研究结果表明：(1)裂隙倾角分布特征为影响煤岩力学特性的主要因素，孔隙率为影响煤岩力学性质的次要因素。(2) 结合室内试验和数值模拟，单一裂隙煤岩抗压强度高于复杂裂隙煤岩抗压强度；且当煤岩裂隙倾角以单一裂隙为主时，急倾煤岩抗压强度＞缓倾煤岩抗压强度＞倾斜煤岩抗压强度。(3) 单一裂隙煤岩相较于复杂裂隙煤岩，复杂程度较低，煤岩初始损伤较低，在裂纹加速扩展阶段，储存的应变能急速剧烈释放，宏观表现为破碎程度较高的剪切破坏。(4) 基于裂隙发育数量建立包含峰后阶段的煤岩损伤变量，煤岩损伤演化过程呈指数型增长，分为近似无损、初始损伤、损伤稳定发展阶段、损伤加速发育阶段、残余损伤阶段，该损伤规律可为矿山灾害预测提供理论支撑。

关键词：煤岩孔裂隙结构破裂裂隙复杂度损伤演化

浸水煤体单轴压缩能量破坏机理及层理效应研究

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工程科学与技术 2024年

作者：刘小玲张泽天张茹曹志国任利孙紫琬查尔晟四川大学深地科学与工程教育部重点实验室北京低碳清洁能源研究院煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室四川大学水利水电学院四川大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室

煤矿地下水库煤柱坝体存在显著的浸水渐进灾变力学响应，揭示浸水煤体单轴压缩能量演化特性的层理效应影响对煤柱坝体设计优化及安全控制具有重要意义。采用岩石多轴加载力学试验系统TEST 60，开展了垂直及平行两种层理方向不同浸水时间... 详细信息

煤矿地下水库煤柱坝体存在显著的浸水渐进灾变力学响应，揭示浸水煤体单轴压缩能量演化特性的层理效应影响对煤柱坝体设计优化及安全控制具有重要意义。采用岩石多轴加载力学试验系统TEST 60，开展了垂直及平行两种层理方向不同浸水时间（0 d、2 d、4 d、16 d）煤样的单轴压缩试验，获取了浸水煤样单轴压缩全应力-应变曲线及物理力学参数，探究了煤样单轴压缩加载全过程能量演化特征，分析了不同层理浸水煤样单轴压缩能量演化机理。结果表明：1）长时间浸水后，垂直层理和平行层理煤样均发生了明显的水软化，其抗压强度明显变小，且各能量指标均较未浸水时有明显降低，浸水16 d平行层理、垂直层理煤样峰值应力处对应的总能量分别为未浸水时的56%、53%;2）在浸水4 d内，平行层理煤样受水软化作用的影响不显著，而垂直层理煤样的抗压强度出现先增加后降低的现象，其弹性应变能变化趋势与强度保持一致，其总能量、耗散应变能随着浸水时间的增加逐渐降低；3）相同浸水时间下垂直层理煤样的强度及变形破坏过程中的各能量指标均高于平行层理煤样，未浸水垂直层理煤样的峰值总能量约为平行层理的2倍；4）由于不同层理方向煤样吸水能力及其破坏面与层理面的关系有差异，导致在短时间浸水作用后不同层理煤样单轴压缩能量演化存在差异。研究结果可丰富人们对浸水煤体受载破坏过程能量演化规律的认识，为指导煤矿地下水库的安全建设与稳定运行提供参考和依据。

关键词：浸水时间层理煤单轴压缩能量演化

基于WEAP水资源模型的西部矿区最优发展规划研究

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矿业研究与开发 2024年第3期44卷 33-40页

作者：王邦策黄振华田相俊曹志国王勇北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京102211

水资源短缺严重影响着西部矿区煤炭开采的可持续发展。为了从水资源角度指导矿区发展规划的制定,使西部矿区综合效益达到最大,以西部某矿区为例,根据该矿区可能的发展方向,综合考虑人口增长、矿山开采规模、节水力度、绿化强度4个因素,... 详细信息

水资源短缺严重影响着西部矿区煤炭开采的可持续发展。为了从水资源角度指导矿区发展规划的制定,使西部矿区综合效益达到最大,以西部某矿区为例,根据该矿区可能的发展方向,综合考虑人口增长、矿山开采规模、节水力度、绿化强度4个因素,以2015年数据为基准,制定矿山发展至2035年的8个预案。采用WEAP模型对不同预案下矿区需水量、缺水量、缺水率等的变化进行模拟。基于模拟结果,建立矿区经济、社会、生态环境多目标函数,最终选出最优预案。结果表明,使矿区综合效益值能够达到最大的预案是“强力开采强力节水适度绿化”预案,综合评价值为0.6856。以该预案作为矿区制定下一步发展规划的参考,矿区水资源承载力得到了提升,实现了矿区的综合效益最大化。

关键词：西部矿区 WEAP模型水资源承载力发展规划

基于双极膜电渗析的膜集成技术的高矿化度矿井水资源化处理

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2462-2471页

作者：刘兆峰郭强王霄唐佳伟蒋斌斌曹志国张锁闫祖喻王群李井峰国家能源集团煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京102209 北京低碳清洁能源研究院北京102209 神华新街能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017200 山东科技大学化学与生物工程学院山东青岛266590 山东海化集团有限公司山东潍坊262737

在当前煤矿矿井水“零排放”及煤炭与水资源逆向分布背景下,西部矿区的高矿化度矿井水如若不进行合理处置便直接排放,不仅对当地生态环境造成不可估量的破坏,而且造成严重的水资源浪费,最终将制约煤炭绿色开发与生态文明建设。传统的高... 详细信息

在当前煤矿矿井水“零排放”及煤炭与水资源逆向分布背景下,西部矿区的高矿化度矿井水如若不进行合理处置便直接排放,不仅对当地生态环境造成不可估量的破坏,而且造成严重的水资源浪费,最终将制约煤炭绿色开发与生态文明建设。传统的高盐废水零排放技术主要是利用蒸发结晶技术将无机盐由溶液态转变为结晶态进行回收。从经济性方面分析,该技术受投资高、运行成本高、无机盐附加值低等问题制约。基于此,以西部某矿井水为原水,以矿井水资源化零排放利用及脱盐低碳化为目标进行膜集成工艺设计,并在此基础上重点探讨电渗析和双极膜电渗析工序不同操作条件(操作电压、进料液浓度、温度、酸碱度、电流密度等)对电渗析脱盐性能及双极膜电渗析制酸碱性能的影响规律,之后以实验数据及经济评估模型,探究其经济可行性,旨在探索出适用于西部矿区高矿化度矿井水处理的膜集成技术,为高矿化度矿井水绿色资源化处理工艺的开发提供新的研究思路。通过对电渗析−双极膜电渗析实验过程探究,发现双极膜系统进料液质量浓度应不超过80 g/L、适宜的操作电压为18 V、适宜的进料液温度为25℃、进料液pH保持中性、更适合采用恒电压操作。此外,证实了以双极膜电渗析为核心的膜集成系统可实现高矿化度矿井水绿色资源化处理,以电渗析系统进料液总含盐量20 g/L为例,总的净收益为18604299元/a,且在耦合光伏电力供应系统时具有明显的二氧化碳减排效应,二氧化碳减排将超过3162 t/a,具有良好的经济效益和社会效益。

关键词：高矿化度矿井水集成膜系统零排放双极膜电渗析技术矿井水资源化

预测ER及PR双阴性乳腺癌的CT影像学机器学习模型的建立

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青岛大学学报(医学版) 2024年

作者：姜文云曹志国许志周理好皖西卫生职业学院附属医院皖西卫生职业学院

目的构建预测雌激素受体（ER）及孕激素受体（PR）双阴性乳腺癌的CT影像学机器学习模型。方法收集2020年1月—2023年5月本院经病理确诊乳腺癌病人223例,按7∶3的比例随机分为训练集（156例）及验证集（67例）。收集病人的临床资料,分... 详细信息

目的构建预测雌激素受体（ER）及孕激素受体（PR）双阴性乳腺癌的CT影像学机器学习模型。方法收集2020年1月—2023年5月本院经病理确诊乳腺癌病人223例,按7∶3的比例随机分为训练集（156例）及验证集（67例）。收集病人的临床资料,分别采用CRT决策树及BP神经网络构建ER及PR双阴性乳腺癌的预测模型。结果年龄、组织学类型、组织学分级、增殖细胞核抗原-67增殖指数、淋巴结转移及毛刺征在双阴性乳腺癌组与非双阴性乳腺癌组间差异有统计学意义（χ2=4.078～15.177,P<0.05）。在训练集和验证集中,CRT决策树模型预测双阴性乳腺癌的受试者工作特征曲线下面积（AUC）分别为0.758（95%CI=0.670～0.846）和0.796（95%CI=0.672～0.920）,BP神经网络模型的AUC分别为0.787（95%CI=0.701～0.874）和0.836（95%CI=0.722～0.950）。结论 CRT决策树模型及BP神经网络模型对ER及PR双阴性乳腺癌具有一定的预测效能,BP神经网络模型优于CRT决策树模型。

关键词：乳腺肿瘤受体,雌激素受体,孕激素体层摄影术,X线计算机机器学习决策树神经网络,计算机预测

基于双极膜电渗析的膜集成技术用于高矿化度矿井水资源化研究

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煤炭学报 2024年

作者：刘兆峰郭强王霄唐佳伟蒋斌斌曹志国张锁闫祖喻王群李井峰山东科技大学化学与生物工程学院国家能源集团煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室神华新街能源有限责任公司山东海化集团有限公司北京低碳清洁能源研究院

在当前煤矿矿井水“零排放”及煤炭与水资源逆向分布背景下，西部矿区的高矿化度矿井水如若不进行合理处置便直接排放，不仅对当地生态环境造成不可估量的破坏，而且造成严重的水资源浪费，最终将制约煤炭绿色开发与生态文明建设。传统... 详细信息

在当前煤矿矿井水“零排放”及煤炭与水资源逆向分布背景下，西部矿区的高矿化度矿井水如若不进行合理处置便直接排放，不仅对当地生态环境造成不可估量的破坏，而且造成严重的水资源浪费，最终将制约煤炭绿色开发与生态文明建设。传统的高盐废水零排放技术主要是利用蒸发结晶技术将无机盐由溶液态转变为结晶态进行回收。从经济性方面分析，该技术受投资高、运行成本高、无机盐附加值低等问题。基于此，西部某矿井水为原水，以矿井水资源化零排放利用及脱盐低碳化为目标进行膜集成工艺设计，并在此基础上重点探讨电渗析和双极膜电渗析工序不同操作条件（操作电压、进料液浓度、温度、酸碱度、电流密度等）对电渗析脱盐性能及双极膜电渗析制酸碱性能的影响规律，之后以实验数据及经济评估模型，探究其经济可行性，旨在探索出适用于西部矿区高矿化度矿井水处理的膜集成技术，为高矿化度矿井水绿色资源化处理工艺的开发提供新的研究思路。通过对电渗析-双极膜电渗析实验过程探究，发现双极膜系统进料液浓度应不超过80000 mg/L、适宜的操作电压为18 V、适宜的进料液温度为25℃、进料液pH保持中性、更适合采用恒电压操作。此外，证实了以双极膜电渗析为核心的膜集成系统可实现高矿化度矿井水绿色资源化处理，以电渗析系统进料液总含盐量20，000 mg/L为例，总的净收益为￥18，604，299/年，且在耦合光伏电力供应系统时具有明显的二氧化碳减排效应，二氧化碳减排将超过3，162吨/年，具有良好的经济效益和社会效益。

关键词：高矿化度矿井水集成膜系统零排放双极膜电渗析技术矿井水资源化

双硫死亡相关LncRNA的胃癌预后模型构建与验证

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安徽医科大学学报 2024年第8期59卷 1429-1439页

作者：凤亮曹志国石小琪张启坤陈昌裕余昌俊安徽医科大学第一附属医院胃肠外科合肥230022 皖西卫生职业学院附属医院血管外科六安237010 安徽医科大学第一附属医院放射肿瘤科合肥230022

目的基于二硫化物应激导致的新型细胞死亡类型,探究与其相关的长链非编码RNA(LncRNA)在胃癌中的作用,建立双硫死亡相关的胃癌预后模型,为胃癌治疗的预后情况评估提供新的方式。方法使用公开数据库TCGA获得胃癌与正常组织样本的转录组... 详细信息

目的基于二硫化物应激导致的新型细胞死亡类型,探究与其相关的长链非编码RNA(LncRNA)在胃癌中的作用,建立双硫死亡相关的胃癌预后模型,为胃癌治疗的预后情况评估提供新的方式。方法使用公开数据库TCGA获得胃癌与正常组织样本的转录组数据,并通过Pearson分析与LASSO-Cox回归分析挑选双硫死亡相关LncRNA。基于上述LncRNA构建出相关的胃癌预后模型,并通过功能富集分析、肿瘤微环境和免疫细胞浸润分析、药物敏感性分析、定量逆转录PCR(RT-qPCR)等进行验证。结果本研究识别出400个双硫死亡相关的LncRNA,并筛选出其中5个构建预后模型,用于评估胃癌患者的预后情况。模型在验证中显示,高风险评分组的生存期明显短于低风险评分组(P<0.05)。此外,预后模型的预测能力(AUC=0.725)优于仅依据年龄和性别等基本特征进行预测。双硫死亡相关LncRNA在正常组织与胃癌组织中的表达水平存在显著差异(P<0.001)。结论该研究构建的双硫死亡相关LncRNA预后模型可以用于评估胃癌患者的预后情况和肿瘤微环境,为胃癌新的免疫治疗策略提供潜在的靶点和理论基础。

关键词：长链非编码RNA 细胞死亡胃癌

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宝日希勒露天煤矿涌水量预测研究

煤炭工程 2024年第8期56卷 93-98页

作者：石炳兴沈毅石光王常建王海棠王晓雷曹志国国家能源集团国能宝日希勒能源有限公司内蒙古呼伦贝尔021000 煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室北京102209 北京低碳清洁能源研究院北京102209

为有效评估未来矿区水资源供需平衡情况,需精准预测矿区未来矿井涌水量。根据宝日希勒露天矿现有水文地质及充水条件,采用水平集水廊道法、大井法、水文地质比拟法以及水均衡法四种方法对2025年矿坑涌水量进行了预测。结果表明:水平集... 详细信息

为有效评估未来矿区水资源供需平衡情况,需精准预测矿区未来矿井涌水量。根据宝日希勒露天矿现有水文地质及充水条件,采用水平集水廊道法、大井法、水文地质比拟法以及水均衡法四种方法对2025年矿坑涌水量进行了预测。结果表明:水平集水廊道法和大井法的水文地质参数选取受人为因素影响较大,预测结果偏大;水均衡法仅能根据矿区水均衡资料进行预测,预测精度不高;水文比拟法对相似性条件要求较高,预测精度较精准。最终根据水文比拟法预测结果确定宝日希勒露天矿2025年矿坑涌水预测水量为185.27万m^(3)/a。模拟分析了矿区采动作用对地下水流场的影响,模拟结果表明,工作面采掘潜水水位最大降深值为50 m。随着工作面采掘的不断推进,地下水降落漏斗面积先增大后保持不变。该研究为矿区安全生产、矿区排水设计以及水资源优化配置提供可靠的数据支撑和技术支持。

关键词：矿坑涌水量水平集水廊道法大井法水文比拟法水均衡法